膜蛋白结晶方法学研究进展

膜蛋白执行着物质运输、能量转换和信号转导等重要生物学功能,其分子的三维结构解析对阐述其功能及开展理性药物设计有着十分重要的意义.目前膜蛋白结构解析以X射线单晶衍射技术为主,该技术需要高质量晶体作为衍射对象.然而由于膜蛋白具有两亲性,难以得到高度有序的三维晶体,进而导致其结构解析十分困难.针对此问题,研究者们发展了一些专门面向膜蛋白的结晶方法,如基于去垢剂的方法,基于脂类的方法等.本文回顾了这些方法,并对未来膜蛋白的结晶研究进行了展望.

汉坦病毒包膜糖蛋白重组表达研究进展

汉坦病毒（Hantaan virus．HTNV）属于布尼亚病毒科，主要引起人类肾综合征出血热（hemorrhagic fever with renal syndrome，HFRS）。Lee等1978年首次在田鼠的肺组织中分离出HTNV，并鉴定其为引起HFRS的病原。HFRS是一种以发烧、出血和肾功能损害为特征的全球性急性病毒传染病．病死率介于40％～60％，目前尚无特异有效的治疗药物。

ASPH在肿瘤细胞和肿瘤组织中的分布及检测

目的:检测肿瘤细胞系和我国肿瘤患者癌组织中天冬氨酰-(天冬酰胺酰)β-羟化酶(ASPH)的分布及表达谱。方法:采用RT-PCR法检测肿瘤细胞系中ASPH基因的转录水平;细胞免疫荧光和Western blot方法检测肿瘤细胞系中ASPH蛋白的表达水平;免疫组织化学方法检测人癌组织和正常组织中ASPH的分布与表达。结果:在肿瘤细胞系中AS-PH在转录和翻译水平均有不同程度表达,ASPH蛋白分布于细胞膜和胞质区域;在肿瘤患者组织中有ASPH的高表达,而人正常组织中不表达或表达量极低。结论:ASPH是一种有潜力的广谱性肿瘤标记分子,有可能用于肿瘤的早期检测。

模拟微重力环境下细菌生物学效应的初步研究

目的研究模拟微重力环境下细菌的生物学效应。方法应用回转器处理实验菌株(大肠杆菌、金黄色葡萄球菌、枯草芽胞杆菌、鼠伤寒沙门氏菌),检测其生长曲线,抗生素敏感性,以及抗生素敏感性变化株与野生株间脂肪酸图谱的差别。结果模拟微重力条件下,细菌对数期提前、生长曲线形状改变。回转器处理30d后可检测到大肠杆菌抗生素敏感性突变株,并且突变株的数量与处理时间呈现正相关趋势;鼠伤寒沙门氏菌处理120d后,检测到氨苄西林和左氧沙星耐受株突变为敏感株;脂肪酸图谱分析显示,突变株与对照株相比脂肪酸的种类和含量存在一定差异。结论回转器模拟微重力条件下,细菌生物性状受到影响,抗生素敏感性的改变可能与细菌脂肪酸图谱的变化有关。

海洋环境中微生物腐蚀及其防护研究进展

微生物腐蚀是当前我国海洋工程设施发展亟待解决的问题。综述了近几年来海洋环境中微生物腐蚀的研究方法及其防控措施,重点对液中高压脉冲电场杀菌技术做了详细的概括和分析。

动态磁场下微生物的生物学效应研究

磁场是一种普遍存在的环境因子,但其对微生物的影响尚不清楚.使用超导磁体产生的静态磁场,配以自制实验装置对所选菌株(枯草芽胞杆菌和鼠伤寒沙门氏菌)进行动态磁场处理,比较处理组与地磁场对照组之间包括生长曲线、酶活力等在内的各项生理生化指标,研究动态磁场对微生物的影响.研究发现,动态磁场下两株细菌的生长过程均受到影响.处理组枯草芽胞杆菌对数期提前,衰亡期菌体死亡速率受抑制,碱性蛋白酶活力增加,中性蛋白酶活力降低,而蛋白酶表达量无差异;鼠伤寒沙门氏菌动态磁场处理组对数期推迟,衰亡期菌体死亡亦受到抑制,细菌粘附实验与侵袭力实验表明,细菌毒力相对增强.以上结果表明,动态磁场可对微生物产生影响,并随着微生物种类的不同而异.

Myostatin三维结构模建及分子进化分析

Myostatin(MST)为肌肉生长负调节因子,其功能受抑制可导致肌肉量增加。对MST核酸序列进行序列比对,构建进化树;采用同源模建方法首次模建MST成熟肽生物活性二聚体的四级结构,并预测MST与其受体ActRIIB的相互作用模式。进化树将肌肉生长抑制素基因(MSTN)分成4个亚家族:哺乳动物MSTN,鸟类MSTN以及鱼类MSTN1和2。MST受纯化选择作用,在不同物种的直系同源基因具有较高的同源性,其中哺乳动物、鸟类MSTC端活性肽氨基酸序列高度保守。表明哺乳动物、鸟类MST的结构、功能类似,且信号传导路径可能一致;而鱼类MST的调控机制可能存在较大差异。MST结构及其表面静电势和疏水氨基酸分布表明静电力和疏水相互作用在MST与其受体结合过程中可能起到十分重要的作用。

鼠源性抗人HAAH mAb可变区基因克隆及单链抗体的构建和表达

目的:从分泌抗人类天冬氨酰基β-羟化酶(HAAH)单克隆抗体(mAb)的杂交瘤细胞G3/F11中,克隆出鼠源an-ti-HAAH mAb重、轻链可变区基因,构建Anti-HAAH的单链抗体(scFv),并进行scFv基因的蛋白表达。方法:提取杂交瘤细胞G3/F11的总RNA,通过RT-PCR扩增出VH和VL基因;再利用重叠延伸PCR(SOE-PCR),通过设计在引物上的linker序列,将VH和VL拼接为完整anti-HAAHscFv基因。将测序正确的scFv基因克隆入pHEN1载体,并利用E.coliHB2151进行蛋白表达;通过SDS-PAGE,Western blot分析其表达状况,ELISA鉴定其抗原结合活性。结果:测序结果显示,本实验成功地构建出鼠源anti-HAAHVH-linker-VLscFv基因,且VH、VL均具有完整正确的小鼠抗体骨架区和互补决定区结构,所得的scFv基因片段全长744bp,编码248个氨基酸。SDS-PAGE和Westernblot分析表明,pHEN1-anti-HAAH在E.coliHB2151可表达为Mr约27000的可溶性scFv蛋白,表达量为7.8%。间接ELISA检测显示,可溶性鼠源anti-HAAHscFv蛋白具有较高的抗原结合活性。结论:成功扩增出的鼠源anti-HAAHmAbVH区和VL区基因,并构建为anti-HAAHscFv基因。然后,利用pHEN1载体对anti-HAAHscFv基因进行成功表达,为进一步研究其生物活性及应用奠定了基础。

中国空间站生命科学研究展望

中国载人航天工程即将进入空间站阶段,空间生命科学也随之迎来快速发展的黄金时期。为此,回顾了国内外空间生命科学的发展现状,并在未来20年中国空间生命科学发展战略目标的基础上,针对目前中国载人航天活动支撑下的航天员生命保障、宇宙生物学基础研究和空间生物技术转化研究的战略需求,凝练了空间人体科学和航天医学领域、空间基础生物学领域、空间生物技术和转化应用领域中亟待解决的关键科学和技术问题,为如何建好和用好中国的空间站及中国空间生命科学的发展战略提供了参考。

乙酰胆碱酯酶分子研究进展

乙酰胆碱酯酶是生物体内胆碱能神经传导中的一种关键酶,它能够快速水解神经递质乙酰胆碱,保证神经信号在生物体内正常传递。乙酰胆碱酯酶结构和催化功能研究一直是生命科学的重要课题,可为研制有针对性的新药和杀虫剂提供重要理论依据。我们简要介绍了乙酰胆碱酯酶的三维晶体结构、活性位点、高效催化机制及其应用。

用于蛋白质结晶的分子改造技术

获得晶体及提高晶体质量是蛋白质结晶方法学中的两大基本问题。为解决这两个问题,结构生物学家已发展了许多方法,其中针对蛋白质本身进行分子改造是非常重要的方法之一。通过蛋白质工程技术,如定点突变、还原甲基化修饰、剪切或删除构象柔性环区、融合蛋白、复合物共结晶、原位蛋白质水解等方法对蛋白质本身进行分子改造,可明显提高其结晶成功率及晶体质量。随着该方面成功案例的不断积累,分子改造技术越来越凸显出其在蛋白质结构解析中的重要作用,特别是对一些难以结晶或提高晶体质量的蛋白质而言,其应用价值更不可忽视。针对近年来分子改造技术在蛋白质结晶中的应用进行了回顾与总结,并展望了其未来的发展。

罂粟籽挥发性化学成分分析

用水蒸汽蒸馏方法提取了罂粟籽挥发性化学成分,采用GC-MS进行定性分析,并结合数据解析、文献参照和采用标准品确认四种方法进行可能化合物确认,共鉴定出72种。也是迄今为止检测的化合物最多的一篇报道。以罂栗籽为原料,经此工艺处理后提取的挥发性成分中不含吗啡及其它可致人上瘾的毒素。其中有不少与罂粟籽辛香味相关的化合物,约占总峰面积的7.81%,如醛类、呋喃酮类、吡嗪类、柠檬烯、异丁酸丁酯。它们是典型存在于许多香料中的香味物质,可以作为调味品被广泛应用。另外,此提取方法成本低、简便易行,适合工业化大批次生产,使罂粟籽为原料的香辛料产品在食品领域的开发应用走向越来越广阔的前景。

人类天冬胺酰基β-羟化酶的表达及其单克隆抗体的制备

旨在深入研究人类天冬胺酰基β-羟化酶(HAAH)在肿瘤早期诊断中的作用机制。应用RT-PCR方法从肝癌组织中获得人类天冬胺酰基β-羟化酶HAAH编码基因,并在原核表达载体pBV-IL1中进行融合表达,将Ni柱纯化的融合蛋白免疫Balb/c小鼠,获得了3株稳定的阳性单克隆细胞株(H3/E10、E4/F12、G4/D8),间接ELISA和Western blotting鉴定单抗的特异性和灵敏度,以单抗H3/E10介导的间接免疫荧光检测HAAH在各种肿瘤细胞系中的表达,可见特异的荧光。试验中成功构建了可表达HAAH基因的原核表达载体pBV-IL1-HAAH,并制备了3株抗HAAH的单克隆抗体,为HAAH的结构和功能的研究奠定了基础,同时也为进一步将该抗体应用于肿瘤的早期诊断以及研究HAAH在肿瘤发生转移中的机理提供了重要工具。

汉坦病毒包膜糖蛋白G2重组腺病毒的构建及其在Hela细胞中的表达

本研究旨在构建可表达汉坦病毒(HTNV)糖蛋白G2的重组腺病毒。应用PCR方法扩增G2编码基因,经T/A克隆、测序鉴定后再亚克隆到腺病毒shuttle载体pAd5-CMV中并用磷酸钙沉淀法分别将携带G2编码基因的重组腺病毒shuttle载体与携带报告基因eGFP的腺病毒骨架质粒共转染HEK293细胞,包装、扩增、纯化后得到携带HTNV糖蛋白G2编码基因的重组腺病毒;用重组腺病毒感染Hela细胞并收获蛋白,间接免疫荧光、Western blotting检测蛋白表达。经酶切鉴定表明已成功构建了携带G2基因的重组腺病毒载体;RT-PCR鉴定表明目的基因能够在感染重组腺病毒的Hela细胞中转录;荧光显微镜观察重组腺病毒感染的Hela细胞,可见报告基因eGFP的表达;间接免疫荧光法和Western blotting均证实表达产物可被抗G2单克隆抗体所识别,表明糖蛋白G2在感染细胞中得到了表达。本研究成功构建了可表达HTNV包膜糖蛋白G2的重组腺病毒,转染宿主细胞可稳定表达目的蛋白,为HTNV糖蛋白G2的结晶、结构解析研究以及新型汉坦病毒疫苗的研制奠定了基础。

重组标签蛋白在蛋白质纯化中的研究进展

重组蛋白的表达纯化是研究蛋白质结构与功能的重要环节之一,表达重组蛋白宿主细胞的监测筛选和重组蛋白低水平可溶性表达、低回收率以及不稳定易水解等问题一直是蛋白质高通量纯化工艺中的难题。近年来,将多肽或蛋白质作为标签,与目标蛋白共表达的方法已经很大程度地解决了这一问题。因此,针对不同特性的蛋白质选择合适的标签纯化策略在重组蛋白纯化研究中是相当关键的环节。本文回顾了几种传统标签蛋白的研究概况(His-tag,Arg-tag,Flag-tag,GST-tag,MBP-tag等),着重对近年来新开发的了几种标签蛋白(Si-tag,Halo-tag,Intein-CBD-tag,ELPs-tag等)进行了深入探讨,并对新标签蛋白在蛋白质纯化中的应用前景作以展望。

中国空间生命科学的关键科学问题和发展方向

空间生命科学是随着人类空间探索活动,特别是载人空间探索而产生和发展的新兴交叉学科,它涵盖了较为广泛的研究范围.在过去半个多世纪,国际上在该领域取得了许多重要发现和研究成果,不仅支撑了载人空间探索任务,同时也服务了地球人类的生活.随着我国载人航天和深空探索活动的不断发展,特别是我国载人空间站工程的启动,未来20年将是我国空间生命科学发展的黄金时期.基于我国的载人空间站和返回式科学卫星实验平台,开展空间生命科学研究,获取新知识、创新新技术,进一步服务于人类空间探索活动、服务国家经济和社会发展,这就需要我们从学科发展的战略高度,系统深入地进行研究思考.在全面回顾国内外空间生命科学的发展历史及现状的基础上,本文对我国空间生命科学的战略需求、发展方向和关键科学问题等进行了梳理、分析和展望,以期为我国空间生命科学的发展提供思路和借鉴.

细菌青霉素结合蛋白

青霉素结合蛋白(penicillin binding protein,PBP)是一类在细菌细胞壁肽聚糖生物合成过程中起重要作用的酶类。在聚合过程中,它主要发挥糖基转移酶、肽基转移酶和D-丙氨酰-D-丙氨酸羧肽酶(D,D-羧肽酶)活性。PBP数量和结构的改变是导致细菌产生β-内酰胺类抗生素耐药性的重要原因之一。本文对青霉素结合蛋白的分类命名、结构功能、耐药机制等方面进行了综述。

肌肉萎缩相关蛋白Syncoilin的研究进展

肌肉萎缩是一种严重危害人类健康的疾病。研究与肌肉萎缩相关的重要生理蛋白的结构和功能,将有利于从分子和细胞层面阐明肌肉萎缩致病的机理,是预防和治疗肌肉萎缩的重要途径。Syncoilin是2001年发现的一种新的Ⅲ型中间纤维,与其它中间纤维蛋白不同,syncoilin在体内以单体形式存在。它是肌肉萎缩蛋白复合物的成员,直接连接肌萎缩关联蛋白复合物成员之一dystrobrevin和中间纤维desmin,以此将基底膜和细胞骨架组成一个整体,该体系的完整性是肌肉伸长和收缩所必须的,该体系被破坏会影响肌肉运动中侧向力的传导,进而诱发肌肉萎缩的发生。同时,syncoilin参与肌纤维再生,其表达量的下调会影响肌纤维的重建。Syncoilin表达的紊乱,将会导致肌营养不良症、desmin相关肌病和肌肉萎缩侧索硬化症等疾病的发生。本文就近年来关于syncoilin的分子结构、组织分布、生理功能、参与的信号通路及相关疾病等方面的研究进行了综述,旨在为深入理解syncoilin参与的肌肉萎缩发生的分子机制,预防和治疗肌肉萎缩提供积极的参考。

耐甲氧西林金黄色葡萄球菌青霉素结合蛋白2a转肽酶区的原核表达及其纯化

目的原核表达耐甲氧西林金黄色葡萄球菌(methicillin-resistant Staphylococcus aureus,MRSA)青霉素结合蛋白2a(penicillin binding protein 2a,PBP2a)转肽酶区,并进行纯化及鉴定。方法 PCR扩增编码PBP2a转肽酶区的mec Af基因片段,克隆至原核表达载体p GEX-6p-1中,构建重组表达质粒p GEX-6p-mec Af,经双酶切(Bam HⅠ和Eco RⅠ)及测序鉴定正确后,转化感受态大肠埃希菌(E.coli)BL21进行诱导表达;经蛋白亲和层析柱纯化后,进行SDS-PAGE和Western blot鉴定。结果重组表达质粒p GEX-6p-mec Af经双酶切(Bam HⅠ和Eco RⅠ)及测序鉴定证明构建正确;表达产物的相对分子质量约63 000,表达量约占菌体总蛋白的14.5%,纯化后纯度达90%。结论成功构建了PBP2a转肽酶区的原核表达质粒,目的蛋白在E.coli中获得高效表达,为制备单克隆抗体及建立MRSA快速检测方法奠定了基础。

失重或模拟失重对微生物的生物学效应研究进展

目的 综述国内外关于失重或模拟失重对微生物生物学效应方面的研究进展.资料来源与选择国内外该领域公开发表的相关论著及综述.资料引用引用文献资料38篇.资料综合空间失重环境可诱导微生物生理生化和遗传性状发生变异,一些原本对人体和环境无害的微生物种群会在毒力、致病性、抗生素敏感性等方面发生改变.结论 利用微生物开展空间失重生物学效应的研究对于阐明失重环境下微生物生存和变异的机制、未来空间受控生态生保系统的建立、空间微生物安全监控及空间失重资源的合理利用等都有重要的理论和实际意义.